CN205714500U - 一种四缸汽油发动机用塑料可变长度进气歧管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车零部件领域，具体地指一种四缸汽油发动机用塑料可变长度进气歧管。本实用新型在短通道的进口处设置有滚筒切换阀，切换阀包括套设于腔体内的中空的圆柱形滚筒，滚筒轴心处穿设有一根与其同轴且固定连接的转轴，滚筒与腔体间隙配合连接，一端穿过腔体进入到稳压腔内，另一端与进气歧管的外侧管壁密封连接，滚筒的圆周上设置有流通孔；转轴穿过密封端盖的一端设置有与驱动装置传动连接的曲柄，滚筒在曲柄带动下旋转。本实用新型结构简单，操作方便，运转高效精确，能够很好的调节歧管的进气方式，以此适应发动机的运行模式，具有极大的推广价值。

Description

一种四缸汽油发动机用塑料可变长度进气歧管

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件领域，具体地指一种四缸汽油发动机用塑料可变长度进气歧管。

背景技术

发动机工作时，为了给各气缸提供充足而均匀的混合气，需要设计合理的进气歧管，将经过空滤的新鲜空气引入各个气缸。普通的进气歧管进气通道的长度是一定的，进气管的长度设计既考虑了中低速扭矩，又同时兼顾高速功率需求，因此中低速和高速性能无法同时做到最优。

可变长度进气歧管的出现，使发动机中低速扭矩和高速功率都达到最优化，提升了发动机的整体性能水平。可变长度进气歧管最大的特点在于其进气通道长度可以变化，使用最普遍是两段式可变长度进气歧管。其基本的工作原理为：当发动机在中低转速时，进气通过较长的进气通道进入燃烧室，此时细长的进气通道可以提高气流速度，增加进气惯性，从而提升进气量，进而提高中低速发动机扭矩。当发动机处于高转速时，进气歧管通过切换阀打开短气道，进气经过长短气道同时进入燃烧室，此时大部分进气通过短气道，由于管路短而粗，降低了进气损失，提高了进气量，有利于提升高速功率。可变长度进气歧管不仅可以提升发动机动力性，由于在中低速时进气速度较快，有利于缸内气体的快速运动和混合，从而改善了燃烧过程，提高了发动机中低速的燃油经济性。

现有的可变长度的进气歧管的管路控制通常都是采用专用的PLC控制器进行控制。如专利号为“CN102966472A”的名为“连续可变长度进气歧管及发动机控制系统”的中国发明专利介绍了一种可连续变化进气长度的歧管结构，该结构的进气歧管的壳体内设置有一个可转动的滚筒，滚筒上开设有与出气管路连通的开口，滚筒的圆周上设置有一片布设在滚筒与壳体之间的导流板，气体从滚筒一侧进入滚筒内，再从滚筒的开口流出进入到出气管路内，通过调整滚筒上的开口的位置，可以改变开口与出气管路的距离从而调节整个进气歧管的长度。该专利介绍的结构简单，安装操作都极为方便。但是该专利中的滚筒运转需要通过其他的控制部件进行控制，需要比较精细的PLC控制结构进行控制调整，该控制结构需要和发动机的转速进行关联，通过发动机的转速情况来调整转筒的位置，控制结构相对复杂。

发明内容

本实用新型提供一种新的四缸汽油发动机用塑料可变长度进气歧管方案。降低控制结构的复杂程度，保证进气歧管产品的使用可靠性。

本实用新型的技术方案为：一种四缸汽油发动机用塑料可变长度进气歧管，所述的进气歧管包括出气口、长通道和短通道，长通道的进口端至出气口的距离大于短通道的进口端至出气口的距离，其特征在于：所述短通道进口端处设置有切换阀；所述切换阀的阀芯包括中空的圆柱形滚筒，滚筒轴心处穿设有一根与其同轴并固定连接的转轴，滚筒的圆周上设置有多个流通孔，流通孔承接于短通道的进口端时为开启状态；所述的转轴端部连接有驱动转轴绕轴转动的可变执行单元。

进一步的所述的进气歧管包括依次焊接连接的下片、中下片、中上片和上片；所述的下片上端面向下凹陷，下片上设置有出气口；所述的中下片下端面向上凹陷，下片与中下片焊接在一起形成两端开口的与出气口连通的第一部分管体，中下片上设置进气口，进气口通过中下片与中上片之间的稳压腔与第一部分管体连通；

所述的上片下端面向上凹陷；所述的中上片的上端面向下凹陷，上片与中上片焊接在一起形成两端开口的第二部分管体，中上片上设置有与第二部分管体连通的圆柱型腔体，切换阀布置于圆柱型腔体内，圆柱型腔体与稳压腔连通。

所述的中下片的上端面与中上片的下端面焊接连接，第一部分管体的开口两端分别与第二部分管体的开口两端连通形成圆弧形的进口端连通稳压腔、出口端连通出气口的长通道。

进一步的所述的圆柱型腔体与第二部分管体连接处至出气口之间的第二部分管体形成短通道。

进一步的所述的中下片的上端面向下凹陷，中上片的下端面向上凹陷，中下片与中上片焊接连接内部形成与进气口连通的稳压腔。

进一步的所述可变执行单元包括安装在转轴端部的曲柄、驱动曲柄转动的真空执行器、真空腔以及与发动机控制装置电连接的电磁阀；所述的真空执行器通过第一真空管与电磁阀连接，真空腔通过第二真空管与电磁阀连接，第一真空管通过电磁阀控制与第二真空管连通或是断开；

进一步的所述的真空腔与稳压腔之间设置有单向阀；所述的单向阀的出口端与稳压腔之间设置有第三真空管，单向阀的进口端与真空腔之间设置有第四真空管。

进一步的所述的第四真空管与第二真空管连通。

进一步的所述的滚筒通过固定在圆柱型腔体外的密封端盖与中上片密封连接，曲柄固定在转轴穿过密封端盖的轴体上；所述的密封端盖面向滚筒的一侧设置有定位销；所述的滚筒通过沿径向间隔分布的隔板固定在转轴上；所述的定位销端部位于两块相邻隔板之间。

本实用新型的优点有：可以根据发动机转速变化和电控单元发出的指令，通过圆柱形进气切换阀的转动，切换进气通道，实现发动机不同转速动力性的最优化。短进气通道设计在圆柱形进气切换阀上，短进气通道内无转轴、阀片等结构，比阀片式可变长度进气歧管进气阻力更小，有利于高速功率的提升；同时不会因为气流运动产生噪声问题。采用一套可靠的定位结构，限定圆柱形进气切换阀的旋转角度，使短进气通道准确的与长进气通道接通、隔开，实现最佳的进气效果。所述可变长度进气歧管进气通道的切换不需要额外提供动力源，只需使用真空腔内储存的真空度，且该真空度来源于稳压腔。

1、通过设置滚筒结构的切换阀能够有效的转换短通道和长通道，使进气歧管的进气方式更加适合发动机的需要，保证发动机稳定、高效的运转，切换阀结构简单，使用方便，具有极大的推广价值；

2、使用的驱动装置结构简单，电磁阀根据发动机的参数控制真空执行器的运行，方便快捷，能够有效的调节进气歧管的进气方式，无需人工操作；

3、本实用新型结构简单，操作方便，运转高效精确，能够很好的调节歧管的进气方式，以此适应发动机的运行模式，具有极大的推广价值。

附图说明

图1：本实用新型的结构示意图(正面)；

图2：本实用新型的结构示意图(背面)；

图3：本实用新型的侧面结构示意图；

图4：本实用新型的上片的俯视图；

图5：本实用新型的中上片的仰视图；

图6：本实用新型的中下片的俯视图；

图7：本实用新型的下片的俯视图；

图8：本实用新型的切换阀的滚筒结构示意图；

图9：本实用新型的爆炸示意图；

图10：本实用新型的长通道进气示意图；

图11：本实用新型的短通道进气示意图；

图12：本实用新型的切换阀与密封端盖连接结构示意图；

图13：本实用新型的切换阀的结构示意图；

1.缸盖法兰、2.进气歧管、3.稳压腔、4.进气口、5.出气口、6.上片、7.中上片、8.中下片、9.下片、10.真空腔、11.曲柄、12.密封端盖、13.切换阀、14.真空执行器、15.推杆、16.电磁阀、17.单向阀、18、第一真空管、19.第二真空管、20.第三真空管、21.第四真空管、22.长通道、23.短通道、24.定位销、25.第一隔板、26.第二隔板、27.圆柱型腔体、28.滚筒、29.转轴、30.流通孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1～13，一种四缸汽油发动机用塑料可变长度进气歧管，包括缸盖法兰1，进气歧管2通过缸盖法兰1固定在气缸上，本实施例的进气歧管2包括上片6、下片9、中上片7和中下片8，下片9上端面向下凹陷，中下片8的下端面向上凹陷，下片9与中下片8焊接连接形成弧形的两端开口的与出气口5连通的第一部分管体。下片9上设置有进气歧管的出气口5，中下片8上设置稳压腔3和与稳压腔3连通的进气口4，稳压腔3与第一部分管体连通。

如图1～9所示，上片6下端面向上凹陷，中上片7的上端面向下凹陷，上片6与中上片7焊接在一起形成两端开口的第二部分管体，中上片7上设置有与第二部分管体连通的圆柱型腔体27，圆柱型腔体27与稳压腔3连通。

中上片7的下端面向上凹陷(本实施例的上、下方向分别指图9中的上下方向)，中下片8的上端面向下凹陷，中上片7和中下片8相互焊接连接内部形成中空的稳压腔3腔体，稳压腔3与进气口4连通。

第一部分管体的开口两端分别与第二部分管体的开口两端连通形成圆弧形的进口端连通稳压腔3、出口端连通出气口5的长通道22。本实施例的第一部分管体中设置有隔板，隔板布置于第一部分管体进气位置和出气位置之间，防止进入到第一部分管体中的气体直接从出气口5流出。

圆柱型腔体27与第二部分管体连接处至出气口5之间的第二部分管体形成短通道23。

实际使用时，长通道22的进口端至出气口5的距离大于短通道23的进口端至出气口5的距离。长通道22和短通道23均与稳压腔3连通。气体从进气歧管2的进气口4进入到稳压腔3内，再经过进气歧管2，从进气歧管2上的出气口5流出。

本实施例的中上片7上设置有与稳压腔3连通的圆柱形中空腔体27，腔体27布置在稳压腔3和短通道23的进口端之间，腔体27内穿设有切换阀13，通过切换阀13的作用控制短通道23的开合。

如图8、9、12和13所示，切换阀13包括套设于腔体27内的中空圆柱形滚筒28，滚筒28轴心处穿设有一根与其同轴且固定连接的转轴29，滚筒28与圆柱型腔体腔体27间隙配合连接，滚筒28端部通过密封端盖12与进气歧管2的外侧管壁密封连接，滚筒28的圆周上设置有四个连通稳压腔3和短通道23进口端的流通孔30，转轴29穿过密封端盖12的一端轴体上设置有与驱动装置传动连接的曲柄11，曲柄11上连接有推杆15，推杆15固定在曲柄11的端部，为曲柄连杆结构。滚筒28在曲柄11带动下旋转使流通孔30承接于短通道23的进口端处连通短通道23和稳压腔3或是使滚筒28圆周外壁封堵短通道23的进口端隔绝短通道23和稳压腔3。

本实施例控制短通道23的开合来实现两种出气方式。密封端盖12面向滚筒28的一侧设置有定位销24，滚筒28通过沿径向间隔分布的隔板固定在转轴29上，定位销24端部位于两块相邻隔板之间。通过两块隔板的阻挡作用，滚筒28旋转时只能有两种模式，如图12所示，为切换阀13与密封端盖12装配关系示意图。密封端盖12上的定位销24始终处于静止状态，切换阀13处于初始位置时，定位销24与第一隔板25的侧面贴合，防止切换阀13旋转。当切换阀13在真空执行器驱动下发生顺时针转动时，第二隔板26与切换阀13一起顺时针转动，最终与定位销24贴合，限制切换阀13进一步转动，使短通道23准确的与稳压腔3相接，实现最佳的进气状态。

本实施例的切换阀13转动的动力由驱动装置来提供。驱动装置包括安装在曲柄11上用于驱动曲柄11转动的真空执行器14、固定在进气歧管2上的真空腔10以及与发动机控制装置电连接的电磁阀16，真空执行器14通过第一真空管18与电磁阀16连接，真空腔10通过第二真空管19与电磁阀16连接，第一真空管18通过电磁阀16控制与第二真空管19连通或是断开。电磁阀16与发动机的控制装置电连接，通过接收控制装置的信号判断发动机的工作状态，并根据该工作状态调整歧管的进气方式。

真空腔10需要保持真空度，因此本实施例的真空腔10通过稳压腔3连通来保持自身的真空度。如图3和9所示，真空腔10与稳压腔3之间设置有单向阀17，单向阀17的进口端与真空腔10之间设置有第四真空管21，单向阀17的出口端与稳压腔3之间设置有第三真空管20，第二真空管19与第四真空管21连通。稳压腔3在发动机运行过程中会产生一定的真空度，当稳压腔3内的真空度大于真空腔10的真空度时，真空腔10内的气体会沿第四真空管21、单向阀17、第三真空管20到稳压腔3内，通过稳压腔3的抽吸作用，真空腔10保持真空度。

当电磁阀16接通后，第一真空管18与第二真空管19连通，真空腔10和真空执行器14连通，真空执行器14在真空腔10的真空度作用下，带动曲柄11旋转，曲柄11转动带动转轴29转动从而调节短通道23的开合。

使用时，当发动机处于中低速时，连接在电磁阀16上的第一真空管18与大气连通，真空执行器14的膜片两侧压差为零，推杆15保持静止，曲柄11和切换阀13也处于初始位置不发生转动。此时，如图10所示，圆柱形进气切换阀13上的短通道23与长通道22隔开，进气通过进气口4进入稳压腔3，再全部经过长通道22进入缸内。

当发动机处于高速时，电磁阀16通电，此时第一真空管18与第二真空管19之间连通，真空腔10通过第四真空管21、单向阀17与第二真空管19连通，真空腔10内部储存的负压进入真空执行器14膜片的一侧，膜片两侧的压力差使推杆15向下移动，进而带动曲柄11、圆柱形进气切换阀13旋转。此时，如图11所示，圆柱形进气切换阀13上的短通道23与长通道22连通，从进气口4进入稳压腔3的空气，在压差的作用下，绝大部分空气由短通道23进入气缸，另外一部分空气通过长通道22进入气缸。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种四缸汽油发动机用塑料可变长度进气歧管，所述的进气歧管(2)包括出气口(5)、长通道(22)和短通道(23)，长通道(22)的进口端至出气口(5)的距离大于短通道(23)的进口端至出气口(5)的距离，其特征在于：所述短通道(23)进口端处设置有切换阀；所述切换阀的阀芯包括中空的圆柱形滚筒(28)，滚筒(28)轴心处穿设有一根与其同轴并固定连接的转轴(29)，滚筒(28)的圆周上设置有多个流通孔(30)，流通孔(30)承接于短通道(23)的进口端时为开启状态；所述的转轴(29)端部连接有驱动转轴(29)绕轴转动的可变执行单元。

2.如权利要求1所述的一种四缸汽油发动机用塑料可变长度进气歧管，其特征在于：所述的进气歧管(2)包括依次焊接连接的下片(9)、中下片(8)、中上片(7)和上片(6)；所述的下片(9)上端面向下凹陷，下片(9)上设置有出气口(5)；所述的中下片(8)下端面向上凹陷，下片(9)与中下片(8)焊接在一起形成两端开口的与出气口(5)连通的第一部分管体，中下片(8)上设置进气口(4)，进气口(4)通过中下片(8)与中上片(7)之间的稳压腔(3)与第一部分管体连通；

所述的上片(6)下端面向上凹陷；所述的中上片(7)的上端面向下凹陷，上片(6)与中上片(7)焊接在一起形成两端开口的第二部分管体，中上片(7)上设置有与第二部分管体连通的圆柱型腔体(27)，切换阀布置于圆柱型腔体(27)内，圆柱型腔体(27)与稳压腔(3)连通；

所述的中下片(8)的上端面与中上片(7)的下端面焊接连接，第一部分管体的开口两端分别与第二部分管体的开口两端连通形成圆弧形的进口端连通稳压腔(3)、出口端连通出气口(5)的长通道(22)。

3.如权利要求2所述的一种四缸汽油发动机用塑料可变长度进气歧管，其特征在于：所述的圆柱型腔体(27)与第二部分管体连接处至出气口(5)之间的第二部分管体形成短通道(23)。

4.如权利要求2所述的一种四缸汽油发动机用塑料可变长度进气歧管，其特征在于：所述的中下片(8)的上端面向下凹陷，中上片(7)的下端面向上凹陷，中下片(8)与中上片(7)焊接连接内部形成与进气口(4)连通的稳压腔(3)。

5.如权利要求1所述的一种四缸汽油发动机用塑料可变长度进气歧管，其特征在于：所述可变执行单元包括安装在转轴(29)端部的曲柄(11)、驱动曲柄(11)转动的真空执行器(14)、真空腔(10)以及与发动机控制装置电连接的电磁阀(16)；所述的真空执行器(14)通过第一真空管(18)与电磁阀(16)连接，真空腔(10)通过第二真空管(19)与电磁阀(16)连接，第一真空管(18)通过电磁阀(16)控制与第二真空管(19)连通或是断开。

6.如权利要求5所述的一种四缸汽油发动机用塑料可变长度进气歧管，其特征在于：所述的真空腔(10)与稳压腔(3)之间设置有单向阀(17)；所述的单向阀(17)的出口端与稳压腔(3)之间设置有第三真空管(20)，单向阀(17)的进口端与真空腔(10)之间设置有第四真空管(21)。

7.如权利要求6所述的一种四缸汽油发动机用塑料可变长度进气歧管，其特征在于：所述的第四真空管(21)与第二真空管(19)连通。

8.如权利要求1所述的一种四缸汽油发动机用塑料可变长度进气歧管，其特征在于：所述的滚筒(28)通过固定在圆柱型腔体(27)外的密封端盖(12)与中上片(7)密封连接，曲柄(11)固定在转轴(29)穿过密封端盖(12)的轴体上；所述的密封端盖(12)面向滚筒(28)的一侧设置有定位销(24)；所述的滚筒(28)通过沿径向间隔分布的隔板固定在转轴(29)上；所述的定位销(24)端部位于两块相邻隔板之间。